• 제목/요약/키워드: Chemical Equilibrium Analysis

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Water and oxygen permeation through transparent ethylene vinyl alcohol/(graphene oxide) membranes

  • Kim, Hye Min;Lee, Heon Sang
    • Carbon letters
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    • 제15권1호
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    • pp.50-56
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    • 2014
  • We prepared ethylene vinyl alcohol (EVOH)/graphene oxide (GO) membranes by solution casting method. X-ray diffraction analysis showed that GOs were fully exfoliated in the EVOH/GO membrane. The glass transition temperatures of EVOH were increased by adding GOs into EVOH. The melting temperatures of EVOH/GO composites were decreased by adding GOs into EVOH, indicating that GOs may inhibit the crystallization of EVOH during non-isothermal crystallization. However, the equilibrium melting temperatures of EVOH were not changed by adding GOs into EVOH. The oxygen permeability of the EVOH/GO (0.3 wt%) film was reduced to 63% of that of pure EVOH film, with 84% light transmittance at 550 nm. The EVOH/GO membranes exhibited 100 times better (water vapor)/(oxygen) selectivity performance than pure EVOH membrane.

It is surface gravity

  • Lee, Jae-Woo
    • 천문학회보
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    • 제41권1호
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    • pp.77.3-77.3
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    • 2016
  • In our previous study, we showed that the peculiar globular cluster M22 contains two distinct stellar populations with different physical properties, having different chemical compositions, spatial distributions and kinematics. We proposed that M22 is most likely formed via a merger of two GCs with heterogeneous metallicities in a dwarf galaxy environment and accreted later to our Galaxy. In their recent study, Mucciarelli et al. claimed that M22 is a normal mono-metallic globular cluster without any perceptible metallicity spread among the two groups of stars, which challenges our results and those of others. We devise new strategies for the local thermodynamic equilibrium abundance analysis of red giant branch stars in globuar clusters and show there exists a spread in the iron abundance distribution in M22.

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입상활성탄에 의한 메타닐 옐로우 염료의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Equilibrium, Kinetics and Thermodynamic Parameters Studies on Metanil Yellow Dye Adsorption by Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제25권1호
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    • pp.96-102
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    • 2014
  • 입상활성탄에 대한 metanil yellow의 흡착은 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 흡착온도를 조작변수로 선택하여 회분식 실험으로 연구되었다. 흡착평형자료는 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수 값으로부터 입상활성탄이 metanil yellow를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k^2$) 값은 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화 에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지 변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. 활성화 에너지의 계산 값은 23.90 kJ/mol로 입상활성탄에 대한 metanil yellow의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. Gibbs 자유에너지 변화의 음수값(${\Delta}G=-2.16{\sim}-6.55kJ/mol$)과 엔탈피 변화의 양수값(${\Delta}H=+23.29kJ/mol$)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타냈다.

입상 활성탄에 의한 Murexide의 흡착 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Study on Adsorption Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters of Murexide by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제25권1호
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    • pp.56-62
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    • 2019
  • 입상 활성탄에 의한 murexide 흡착의 평형, 동역학 및 열역학 파라미터들에 대해 조사하였다. 실험은 흡착제의 양, 염료의 초기농도, 접촉시간과 온도를 변수로 하여 회분식 실험으로 진행하였다. 등온흡착평형관계는 293 ~ 313 K의 범위에서 Freundlich 식에 가장 잘 적용되었으며, Langmuir 식의 분리계수 $R_L$과 Freundlich 식의 분리계수 ${\beta}$로부터 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있다는 것을 알았다. 또한 Dubinin- Radushkevich 식에서 얻은 흡착에너지(E)로부터 물리흡착공정임을 알 수 있었다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 반응속도식의 적용 결과는 유사이차반응식이 유사일차반응식보다 일치도가 높은 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지 변화($-0.1096{\sim}-10.5348kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피변화($+151.29kJ\;mol^{-1}$)을 통해 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정으로 진행되었음을 알 수 있었다. 또한 Gibbs 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아졌다. 엔트로피 변화 ($512.4J\;mol^{-1}\;K^{-1}$)는 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응이 일어나는 동안 고-액 계면에서 무질서도가 증가함을 나타냈다.

열/화학적 에너지 평형을 고려한 통합 연료 개질 시스템의 수치적 연구 (Numerical Analysis of Integrated Fuel Processing System Considering Thermo-Chemical Energy Balance)

  • 노정훈;정혜미;정운호;윤왕래;엄석기
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.111.1-111.1
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    • 2010
  • This paper focuses on a systematic configuration of steam reforming fuel processor, particularly designed for small and medium sized hydrogen production application. In a typical integration of the fuel processor, there exist significant temperature gradients over the entire system which has negative effect on both catalyst life-time and system performance. Also, the volumetric inefficiency should be avoided to obtain the possible compactness for the commercial purpose. In the present work, the computational analysis will be performed to gain the fundamental insight on the transport phenomena and chemical reactions in the reformer consisting of preheating, steam reforming (SR), and water gas shift (WGS) reaction beds in the flow direction. Also, the fuel processing system includes a top-fired burner providing necessary thermal energy for endothermic catalytic reactor. A fully two-dimensional numerical modeling for a integrated fuel processing system is introduced for in-depth analysis of the heat and mass transport phenomena based on surface kinetics and catalytic process. In the model, water gas shift reaction and decomposition reaction were assumed to be at equilibrium. A kinetic model was developed and then computational results were compared with the experimental data available in the literature. Finally, the case study was done by considering the key parameters, i.e. steam to carbon (S/C) ratio and temperature. The computer-aided models developed in this study can be greatly utilized for the design of advanced fast-paced compact fuel processors research.

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Theoretical Analysis on Molecular Magnetic Properties of N-Confused Porphyrins and Its Derivatives

  • Wei, Wei;Bai, Fu-Quan;Xia, Bao-Hui;Zhang, Hong-Xing
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권9호
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    • pp.2937-2942
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    • 2012
  • We have theoretically investigated the magnetic properties of N-confused porphyrin (NCP), tetraphenyl-N-confused porphyrin (TPNCP) and their substituted derivatives with O, S and Se heteroatoms (2ONCP, 2STPNCP, 2SeNCP, 2OTPNCP, etc.) by using DFT method. In the minimum energy structures of the 2OTPNCP, the two couples opposite phenyl substitutes are staggered. In the case of TPNCP, 2STPNCP and 2SeTPNCP, two phenyls being respectively close to or opposite to N-confused pyrrole are found to be pointed the same direction, whilst others are in the opposite direction. Based on the equilibrium structures, the $^1H$ chemical shifts and nucleus-independent chemical shifts (NICS) are calculated in this paper. The ${\pi}$ current density being induced by the tridimensional perpendicular magnetic field transmits the inner section of the pyrrole segments for NCP and TPNCP. As for their substituted derivatives with O, S and Se atoms, the current path passes through the outer section of the two heterorings. The NICS values at the ring critical points of the heterorings are much lower (in absolute value) than those of which is at the center of an isolated pyrrole molecule. The $^1H$ NMR for ${\beta}H$ atoms of the heterorings decreases from O, S to with Se.

하이드라진(N2H4) 아크젯 추력기의 수치적 모델링 (Numerical Modeling of Hydrazine-Fueled Arcjet Thruster)

  • 신재렬;이대성;오세종;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.907-915
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    • 2008
  • 하이드라진(N2H4) 아크젯 추력기의 열화학 유동장 해석을 위한 전산유체해석을 수행하였다. 열복사와 전기장이 고려된 압축성 유동해석을 위해서 RANS 방정식을 수정하여 사용하였다. 로렌츠 힘과 Ohm 가열효과를 고려한 Maxwell 방정식이 유동방정식과 결합되어 전기 방전으로 인한 전기장해석을 위해 이용되었다. 아크젯 추력기 내부에서 유동장은 충분히 고온상태이기에 화학평형 해석이 이용되었으며, 광학 두께를 이용한 열복사 모델이 유동방정식에 적용되었다. 계산 결과들은 아크젯 추력기유동이 동결유동에 비해 추력은 180%증가되며, 비추력은 200%가까이 상승됨을 보여준다. 또한 유동장 해석 결과들은 아크젯 추력기 내부의 열적 물리적 특성에 대한 이해를 돕는다.

탄화수소의 직접분해로부터 수소와 카본블랙을 생성하기 위한 열플라즈마의 응용 (Application of Thermal Plasma for Production of Hydrogen and Carbon Black from Direct Decomposition of Hydrocarbon)

  • 이태욱;남원기;백성현;박동화
    • 공업화학
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    • 제18권1호
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    • pp.84-89
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    • 2007
  • 본 연구에서는 열플라즈마 직접분해법에 의해 메탄과 프로판으로부터 수소와 카본 블랙을 생성하는 공정에 대해 조사하였다. 메탄과 프로판의 직접분해 시 열역학적 평형조성을 깁스 자유에너지의 최소화에 근거하여 계산하였으며, 이를 바탕으로 직접분해 실험을 수행하였다. 탄화수소의 직접분해에 의해 생성된 수소의 순도는 분해가스 유량에 의존하는 것으로 나타났으며, 고순도의 수소를 얻기 위한 분해 조건을 조사하였다. 메탄을 분해가스로 사용한 경우 프로판의 경우보다 높은 수소의 순도를 나타내는데, 이는 열플라즈마에 의해 생성된 라디칼의 재결합 등으로 인한 메탄이나 에탄, 그리고 아세틸렌과 같은 부산물이 프로판의 경우에 더욱 많이 생겨나기 때문인 것으로 조사되었다. 생성된 카본블랙은 X선 회절분석과 Raman Spectroscopy 분석을 통해 결정성을 조사하였으며, SEM 분석 및 입도 분석을 통해 카본블랙의 입자 모양과 크기를 조사하였다. 그 결과 구형이며 결정성이 양호한 카본블랙이 생성되었음을 확인하였으며, 메탄으로부터 생성된 카본 블랙이 프로판으로부터 생성된 카본블랙보다 평균 입자 크기가 작은 것으로 나타났다.

L-Valine/전해질 및 L-Proline/전해질 수용액에서 아미노산의 활동도계수와 용해도의 측정 및 모델링 (Modeling and Measurements of the Activity Coefficients and Solubilities of Amino Acids in the L-valine/electrolyte and L-proline/electrolyte Aqueous Solutions)

  • 이봉섭;김기창
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권1호
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    • pp.93-105
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    • 2012
  • 본 연구에서는 무기염인 NaCl, KCl, $NaNO_3$$KNO_3$의 각 전해질과 L형 아미노산인 L-Valine 및 L-Proline이 용해된 아미노산/전해질 수용액에서 L-Valine 및 L-Proline의 활동도계수와 용해도를 298.15 K에서 측정하였다. 아미노산의 활동도계수는 양이온 및 음이온의 선택성 전극간의 기전력을 측정하는 전기화학 법으로 측정하였으며, 용해도는 아미노산의 고체상과 상평형을 이루고 있는 포화용액을 중량 분석하여 측정하였다. 실험적으로 측정된 전해질 및 아미노산의 활동도계수 값을 본 연구의 저자들이 수행한 지난번 연구[Korean Chem. Eng. Res. 48(4), 519(2010)]의 이론적 모델로 검토하였다. 실험을 수행한 8개의 아미노산/전해질 수용액에서 측정된 전해질 및 아미노산의 활동도계수 값은 지난번 연구의 이론적 모델에 잘 적용되는 경향을 보였으며, 또한 측정된 아미노산의 용해도 데이터도 지난번 연구의 이론적 관계로 잘 묘사될 수 있었다.

메탄을 연료로 하는 이원추진제 로켓엔진의 이론성능특성 분석 (Analysis of the Theoretical Performance Characteristics for Methane-fuel Bipropellant Rocket Engine)

  • 김종현;정훈;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.1-7
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    • 2014
  • 친환경 추진제인 액체메탄을 연료로 사용하는 이원추진제 로켓엔진의 이론성능분석을 통해 엔진의 설계변수를 도출하였다. 엔진의 연소성능 예측을 위해 CEA를 활용한 화학평형해석을 수행하였으며, 추진제 혼합비 및 연소실 내부압력에 따른 연소성능 특성을 고찰하였다. 엔진의 특성길이 도출을 위해 1차원 액적기화모델을 적용하여 성능변수 변화에 따른 추진제의 기화시간을 계산하였으며, 지상연소 이론성능분석을 통해 메탄 이원추진제 로켓엔진의 설계제원을 제시하였다.